收藏本站
《昆明理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水体下采空区覆岩破坏数值模拟研究

陈加飞  
【摘要】: 矿体开采后形成采空区,其上覆围岩破坏高度对围岩稳定性及后期的开采安全有很大影响,特别是在大型水体下进行矿体开采时,搞清上覆围岩破坏高度及其分布形态,对合理解决水体下资源开发利用与矿井安全之间的矛盾、充分利用矿山的矿产资源、延长矿山生产年限、提高企业经济效益,有着十分重要的意义。 采空区覆岩破坏的动态发展过程受岩体的非均质性、各向异性以及赋存条件、采矿方法、开采深度、顶板管理方法等因素的影响,表现为复杂的时空过程。本文以位于峡谷水体下的云南某金属矿山为研究对象,通过现场调查,对矿井水文地质类型及主要涌水来源进行了推断,并分析了断层、节理、层理等结构面对岩体稳定性的影响;根据室内试验、现场调查和工程类比对岩体力学参数进行了选取。最后结合矿床开采设计,建立有限元分析模型,模拟了采场上覆岩层破坏高度随采深增加的扩展规律,得出了如下结论: 1、矿体开采之前,峡谷底部区域应力集中。在第三主应力方向以压应力为主,在坡面上基本上平行坡面,在峡谷底部基本上处于水平方向。在第一主应力方向,谷底压应力很小,甚至出现拉应力,坡面附近的第一主应力基本上垂直坡面。 2、在矿山开采过程中,对采空区围岩稳定性影响最大的是采空区上下盘围岩中的拉应力和采空区下部和上部的采场隅角处的应力集中。 3、当1367m~1282m水平之间的矿体回采结束时,采空区上覆岩层的塑性区和地表破坏区并未连通,两者间距大约34.5m。据此可认为导水裂隙带此时并未与地表水体贯通,此时地表水大量渗(流)入矿井导致透水事故发生的可能性较小。 4、当矿体继续向深部开采至1165m水平时,采空区上覆岩层的塑性区和地表破坏区间距大约25m。导水裂隙带此时仍未与地表水体贯通,据此可认为在回采1165m中段矿体时,矿井发生大规模的突发性透水事故的可能性较小。但未破坏区的厚度进一步减小,地表水向采空区渗漏的水量可能会增大。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TD325.1

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周杨;陈家沟煤矿综放开采导水裂隙带高度研究[D];西安科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刁心宏,王泳嘉,冯夏庭,陈廷伟;用人工神经网络方法辨识岩体力学参数[J];东北大学学报;2002年01期
2 陈勇;梅山铁矿上覆岩体塌陷与错动机理研究[J];金属矿山;2004年05期
3 逄焕东,姜福兴,张兴民;微地震监测技术在矿井灾害防治中的应用[J];金属矿山;2004年12期
4 王家臣;采矿工程中的不确定性及其应用[J];矿山压力与顶板管理;1999年Z1期
5 张文艺;覆岩破坏规律与缩小防水煤柱机理[J];矿山压力与顶板管理;2000年02期
6 郭文兵;邵强;尹士献;邵宏甫;;水库下采煤的安全性分析[J];采矿与安全工程学报;2006年03期
7 唐礼忠,彭续承,钟时猷,许纪隆;康家湾矿区水体下开采岩层活动及控制研究[J];矿冶工程;1996年02期
8 韩书义;水体下金属矿床开采的探讨[J];矿业快报;2000年06期
9 郭爱煌,张福平;矿井测井技术及其应用[J];煤田地质与勘探;2000年02期
10 刘盛东,吴荣新,张平松,孙兴平,徐翀;高密度电阻率法观测煤层上覆岩层破坏[J];煤炭科学技术;2001年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 傅文学;矿井开采沉陷影响土地利用系统的GIS分析方法[D];合肥工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯君,吕和林,李安洪;顺层岩质边坡稳定性影响因素分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
2 钟卫;周德培;杨涛;冯君;;顺层岩石高边坡在卸荷条件下失稳长度的确定[J];四川建筑科学研究;2008年05期
3 刘艳军;孙敦本;;深基坑变形控制研究进展[J];四川建筑科学研究;2011年01期
4 熊晓英;;导水裂隙带高度探测新方法综述[J];安徽地质;2004年02期
5 程真富;;刘店煤矿副井马头门巷道松动圈及支护结构内力测试技术[J];安徽科技;2010年05期
6 张建全,廖国华;覆岩离层产生的机理及离层计算方法的探讨[J];地下空间;2001年S1期
7 包太,刘新荣,朱可善,张胜群;裂隙岩体渗流场与卸荷应力场耦合作用[J];地下空间;2004年03期
8 李建林;陈兴周;;岩体破坏准则及其参数研究[J];地下空间与工程学报;2007年05期
9 徐筠;赵明阶;;节理裂隙岩体渐进破坏机理研究综述[J];地下空间与工程学报;2008年03期
10 左宇军;唐春安;李术才;;含不连续面巷道的动力破坏过程数值分析[J];地下空间与工程学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姜林三;;平行煤层导硐揭穿突出煤层的管理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
2 林达明;尚彦军;吴锋波;张巍;张翔;;基于矿物结构与钻探的花岗岩地质强度指标研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 祁生文;伍法权;;高地应力地区河谷应力场特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 张年学;盛祝平;李晓;李守定;赫建明;;岩石泊松比与内摩擦角的关系研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
5 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
6 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
7 南世卿;张永坤;杨天鸿;;边坡岩体强度参数分析及稳定性计算[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
8 徐颖;宗琦;傅菊根;;深孔孔内松动爆破时围岩损伤和裂隙扩展范围的CT测试研究[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
9 吴旻硕;李晓;赫健明;;土石混合体原位水平推剪试验[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
10 袁广祥;曾庆利;杨志法;尚彦军;史永跃;;坐标投影作图法在川藏线宿瓦卡岩质边坡稳定性分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
2 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 付文俊;矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 张永安;滇中红层路堑边坡与路堤稳定性研究[D];昆明理工大学;2010年
6 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
7 肖卫国;节理岩体本构模型和其细观力学方法理论研究[D];北京交通大学;2011年
8 王辉;珠三角花岗岩残积土边坡稳定性分析及非线性预测[D];吉林大学;2011年
9 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年
10 柴红保;基于岩体断裂损伤模型的边坡稳定性研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈勇;开滦矿区深部开采地表移动规律的研究[D];河南理工大学;2010年
2 史彩霞;开采沉陷动态预计理论及其参数研究[D];河南理工大学;2010年
3 张彦奇;超细水泥渗透特性微观试验研究及理论分析[D];山东科技大学;2010年
4 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
5 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
6 姜世元;缺陷法控制冲击地压的力学分析及应用[D];山东科技大学;2010年
7 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
8 陈彦军;复杂围岩条件极近距离薄煤层群开采相关技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 李新凤;砂岩含水层富水性预测及水害危险性评价研究[D];山东科技大学;2010年
10 蔡明锋;矿井工作面突水力电耦合场数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石林珂,孙懿斐;声波层析成像方法及应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年04期
2 李焕春,张有朝,王士平;高密度高分辨电阻率法在采空区“三带”的探测研究[J];河北煤炭;1999年02期
3 许新刚,张华恩,刘志新,王大庆;矿井电阻率成像技术的发展现状与展望[J];江苏煤炭;2004年02期
4 石平五;西部煤矿岩层控制泛述[J];矿山压力与顶板管理;2002年01期
5 曾先贵;李文平;李洪亮;刘启蒙;姜广路;;综放开采近断层导水断裂带发育规律研究[J];采矿与安全工程学报;2006年03期
6 郭文兵;邵强;尹士献;邵宏甫;;水库下采煤的安全性分析[J];采矿与安全工程学报;2006年03期
7 李艳波;赵伏军;申培文;黄寿元;;沈家湾煤矿导水裂隙带发育高度研究[J];矿业工程研究;2009年03期
8 韩书义;水体下金属矿床开采的探讨[J];矿业快报;2000年06期
9 汪华君;;覆岩导水裂隙带井下微地震监测研究[J];矿业快报;2006年03期
10 申宝宏,孔庆军;综放工作面覆岩破坏规律的观测研究[J];煤田地质与勘探;2000年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘治国;中硬覆岩导水裂缝带发育高度与条带开采尺寸的关系研究[D];煤炭科学研究总院;2004年
2 袁景;谢桥煤矿1201(3)工作面覆岩导水裂缝带高度预测[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 张玉军;铁北煤矿松软砂岩含水层下综放开采覆岩破坏及溃砂预测研究[D];煤炭科学研究总院;2005年
4 方绪存;第四系含水层下压煤开采技术研究[D];山东科技大学;2006年
5 李琰庆;导水裂隙带高度预计方法研究及应用[D];西安科技大学;2007年
6 黄雪梅;五沟煤矿开采煤层上覆岩土体综合地质特征及防水煤岩柱留设问题研究[D];安徽理工大学;2007年
7 任强;采场覆岩变形破坏规律的数值模拟及敏感性分析[D];山东科技大学;2007年
8 王兵;大平矿南二采区水体下开采方案研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
9 王志刚;覆岩主关键层对导水裂隙演化影响的研究[D];中国矿业大学;2008年
10 吕霁;特厚煤层综放开采上覆岩层破坏规律研究[D];北方工业大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 马志伟;叶义成;王其虎;林坤峰;;含钒页岩矿床开采导水裂隙带发育高度研究[J];金属矿山;2013年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张占斌;复杂断裂带对上覆岩体破坏规律及突水灾害预测的研究[D];北方工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张治强,冯夏庭,祁宏伟,马平波;三峡工程永久船闸高边坡岩体力学参数的敏感度分析[J];东北大学学报;2000年06期
2 王惠濂;探地雷达概论——暨专辑序与跋[J];地球科学;1993年03期
3 占车生,武法东,刘荣梅;ArcView与VB数据共享的实现[J];地球信息科学;2002年02期
4 刘立民,连传杰,刘汉龙,陈健;基于GIS的矿山塌陷损害评价系统及可视化方法[J];防灾减灾工程学报;2003年01期
5 曹丽文,姜振泉;基于GIS和人工神经网络技术的开采沉陷预计建模方法[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年12期
6 崔维成;复合材料结构破坏过程的计算机模拟[J];复合材料学报;1996年04期
7 陈宜金,吴侃,郭广礼,周鸣,杜广森;水体下采煤智能信息系统关键问题研究[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1997年03期
8 麻凤海,王泳嘉,范学理;利用神经网络预测开采引起地表沉陷[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1995年03期
9 陈枫,孙宗颀,徐纪成;岩石压剪断裂过程中的超声波波谱特性研究[J];工程地质学报;2000年02期
10 史同广,李其旻;采煤塌陷区土地生态系统的演变及重建[J];国土与自然资源研究;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苏仲杰;采动覆岩离层变形机理研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢兴华,高延法,邹德蕴;薄层单元在覆岩离层模拟中的应用[J];矿业研究与开发;2002年03期
2 张明,刘传武,赵武升;应用数值模拟方法研究煤层覆岩破坏规律[J];煤炭科技;2003年04期
3 任奋华,蔡美峰,来兴平,康永华,刘治国;采空区覆岩破坏高度监测分析[J];北京科技大学学报;2004年02期
4 陈富勇,宋三胜,黄侃;芦岭煤矿810采区综放开采可行性分析[J];矿业安全与环保;2000年04期
5 姜德义,蒋再文,刘新荣,任松,刘金平;覆岩离层注浆控制沉降技术及计算模型[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年03期
6 于永春,徐方军;采动复岩离层高压注浆减沉技术研究[J];煤矿开采;2002年01期
7 朱岩华,左如松,董青红,姜振泉,伦庆忠,张明;兖州田庄矿11610工作面开采上限的研究[J];江苏地质;2004年01期
8 曹建波;支架工作阻力与覆岩作用机理研究[J];矿山压力与顶板管理;2004年01期
9 吴洪词,张小彬,包太,胡兴;采动覆岩活动规律的非连续变形分析动态模拟[J];煤炭学报;2001年05期
10 陈长臻;特厚煤层开采覆岩注浆技术的首次应用[J];煤矿现代化;1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郝刚;吴侃;郑汝育;;地面荷载作用下老采空区上方覆岩的移动规律[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年
2 周宗红;侯克鹏;杨八九;;复杂矿体开采覆岩变形移动规律及其控制[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 丁陈建;汪吉林;马金荣;吴圣林;;煤矿采空区稳定性评价指标研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
4 苗彦平;郭佐宁;黄永安;王碧清;;浅埋煤层合理支护阻力实测统计分析[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
5 黄庆享;;榆神府矿区覆岩隔水岩组的隔水性与保水开采研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 杨居友;;特厚煤层采场上方覆岩导水断裂带高度的测定[A];第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C];2011年
7 王双明;范立民;黄庆享;杨泽元;;生态水位保护——西部地区科学采煤新思路[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
8 黄庆享;;浅埋煤层覆岩采动隔水性与保水开采分类控制[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
9 吕兆海;丁学福;;三软煤层条件下开切眼施工工艺研究[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
10 杨居友;;覆岩(离层)注浆工程自动监测系统的研究[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 史大伟;芦岭矿依托科技解决防水(砂)煤柱回采难题[N];经理日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李奎;水平层状隧道围岩压力拱理论研究[D];西南交通大学;2010年
2 曹凯;综放采空区遗煤自然发火规律及高效防治技术[D];中国矿业大学;2013年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 尚慧;宁夏矿山地质环境评价与动态监测分析[D];长安大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 康寅;新建建筑物对隧道覆岩和隧道结构影响的研究[D];青岛理工大学;2012年
2 栾长青;采空区的沉陷机理及地表变形破坏的时空预测研究[D];长安大学;2005年
3 刘培培;露井联采矿山边界参数优化及覆岩关键层破断特征分析[D];燕山大学;2010年
4 陈爽;采区地表变形监测数据分析与岩石力学参数反演[D];辽宁工程技术大学;2012年
5 姚俊伟;缓倾斜薄至中厚磷矿体地下开采矿压显现及覆岩活动规律研究[D];重庆大学;2012年
6 刘杰;缓倾斜中厚矿体房柱法开采覆岩层移动规律研究及采场结构优化[D];湖南科技大学;2012年
7 彭文;长平高速公路K73+200~K73+500段路面塌陷勘察评价及治理研究[D];吉林大学;2011年
8 吕由;长岭煤矿采空区地表稳定性评价[D];吉林大学;2012年
9 张鹏;工业广场煤柱开采井筒损害特征及治理技术研究[D];河南理工大学;2009年
10 李其锐;采空区地面沉降规律模拟研究[D];吉林大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026